梁培鋒

（作者單位：廣東省信宜732臺(tái)）

廣播電視發(fā)射機(jī)房中合適的溫濕度和清潔度﹑完善的周邊環(huán)境，是確保設(shè)備安全正常運(yùn)行，最大限度發(fā)揮播出設(shè)備的作用和降低故障率的關(guān)鍵。隨著廣播電視新技術(shù)的發(fā)展，固態(tài)化﹑數(shù)字化和自動(dòng)化設(shè)備的快速更新，對(duì)機(jī)房環(huán)境條件有更高的要求。

1 改善機(jī)房空氣環(huán)境，降低發(fā)射設(shè)備運(yùn)行的故障率

新型的固態(tài)及數(shù)字廣播電視發(fā)射機(jī)大量采用微電子技術(shù)，廣播電視發(fā)射機(jī)房的溫度過高不利于大功率器件的散熱而造成元器件過熱燒毀，如常見的高頻大功率模塊中大功率場(chǎng)效應(yīng)管的過熱擊穿，微型貼片電阻過熱燒毀甚至微帶電路板過熱燒毀等。元器件與電路板的焊接點(diǎn)因高溫潮濕而氧化，使焊點(diǎn)接觸電阻增大而造成元器件及電路板過熱甚至打火而燒壞。機(jī)房的溫度過低﹑濕度過大，則容易使微電子器件以及接插件的接插口的表面結(jié)露腐蝕氧化而出現(xiàn)接觸不良。目前，新型的廣播電視發(fā)射機(jī)大量采用微電子貼片安裝及微帶電路技術(shù)，電路板與元器件氧化腐蝕引起的故障率較高；微小的塵埃顆粒吸附在接插件的表面使得接觸電阻增大，吸附在微小的表面安裝集成電路板上在濕度較大時(shí)發(fā)生漏電。這類故障往往難以排查。理論和大量的實(shí)踐表明，穩(wěn)定合適的溫濕度和潔凈的環(huán)境，是廣播電視設(shè)備安全播出的有效保證。尤其是大量分布在南方高山上的廣播電視轉(zhuǎn)播臺(tái)，晝夜溫差大﹑濕度高﹑自然環(huán)境惡劣。合理的機(jī)房結(jié)構(gòu)和適當(dāng)?shù)臋C(jī)房溫濕度的機(jī)房環(huán)境更為重要。

廣東省信宜732臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱“我臺(tái)”）地處廣東粵西第一峰的信宜大田頂，常年氣溫較低﹑晝夜溫差大﹑濕度大。近年來，我臺(tái)陸續(xù)更換了固態(tài)和數(shù)字廣播電視發(fā)射機(jī)，設(shè)備的故障率都比較高。相比具有空調(diào)環(huán)境的其他發(fā)射臺(tái)，我們的故障率明顯偏高。因此，使用空調(diào)改善環(huán)境勢(shì)在必行。

目前，我臺(tái)發(fā)射中央臺(tái)﹑省臺(tái)和市臺(tái)的模擬及數(shù)字電視8個(gè)頻道22套電視節(jié)目，調(diào)頻廣播7個(gè)頻點(diǎn)10套調(diào)頻及CDR數(shù)字廣播節(jié)目，總發(fā)射功率超過100 kW。而發(fā)射機(jī)的平均效率均低于0.5，起碼有100 kW以上的功率以熱量的方式放出。如果用常規(guī)的空調(diào)機(jī)為機(jī)房調(diào)溫，起碼要用50匹以上的中央空調(diào)。每天平均播出按20小時(shí)計(jì)算，每天耗電750 kW·h，每年空調(diào)耗電27萬kW·h以上。

2 節(jié)能高效的溫濕度調(diào)控系統(tǒng)原理

通常機(jī)房的最佳運(yùn)行環(huán)境溫度在21℃左右，我臺(tái)的最高氣溫一般都低于25℃，在氣溫高于21℃時(shí)，直接采用經(jīng)過除濕濾塵的室外凈化空氣為機(jī)房降溫，發(fā)射機(jī)排出的熱風(fēng)全部排出室外，機(jī)房溫度可保持在20℃左右。一般情況下，發(fā)射機(jī)冷卻空氣的出入口溫度差都在10℃以上，當(dāng)環(huán)境氣溫低于21℃或濕度過大時(shí)，利用發(fā)射機(jī)排出的干燥熱風(fēng)為機(jī)房加溫除濕。由單片微型計(jì)算機(jī)組成的溫濕度調(diào)控器，智能調(diào)節(jié)室外冷風(fēng)和發(fā)射機(jī)排出的熱風(fēng)的比例作為機(jī)房的循環(huán)冷卻空氣，則可使機(jī)房溫度保持在十幾度至廿幾度之間且濕度在合適的范圍內(nèi)。為發(fā)射設(shè)備創(chuàng)造一個(gè)干凈的溫濕度合適的良好工作環(huán)境，降低故障率，而付出的僅為一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)所需的能源消耗。采用風(fēng)機(jī)為機(jī)房加壓送風(fēng)的同時(shí)，使機(jī)房?jī)?nèi)對(duì)外保持一定的正壓力差，也有效抵御了室外的潮濕空氣從門窗縫隙進(jìn)入。

大量剩余的干燥熱空氣還可以送到器材倉(cāng)庫(kù)和值班宿舍各個(gè)房間作為取暖和驅(qū)潮而取代大量的紅外線燈驅(qū)潮，每年又可以節(jié)約可觀的取暖驅(qū)潮費(fèi)用。

該溫度調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)組成：室外空氣降濕除塵間﹑機(jī)房熱風(fēng)除塵間﹑溫濕度調(diào)節(jié)控制器﹑溫濕度傳感器﹑冷熱風(fēng)比例調(diào)節(jié)閥﹑底噪聲風(fēng)機(jī)及輔助空調(diào)機(jī)。

溫濕度調(diào)控系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

溫濕度調(diào)控器根據(jù)設(shè)定的溫濕度，控制冷熱風(fēng)比例調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)室外冷卻空氣與發(fā)射機(jī)排出熱風(fēng)的比例，由風(fēng)機(jī)送到機(jī)房，即可高效節(jié)能地讓機(jī)房在一定的范圍內(nèi)獲得合適的溫濕度。同時(shí)，使機(jī)房?jī)?nèi)空氣獲得一定的正壓力，可防止機(jī)房門窗及裂縫的雨水及潮濕空氣滲入。

該系統(tǒng)的重要部分是溫濕度調(diào)控器，采用ATMEL公司的AVR系列單片機(jī)〔1〕ATmega16L作為主控芯片MCU。ATmega16是基于增強(qiáng)的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，131條指令，大多數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間為單個(gè)時(shí)鐘周期，可緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。32個(gè)8位通用工作寄存器，全靜態(tài)工作。片內(nèi)有16K的Flagh，1K的SRAM，三個(gè)數(shù)據(jù)指針，512的E2PROM，內(nèi)置8通道10位A/D轉(zhuǎn)換器，上電復(fù)位電路和看門狗定時(shí)器等，使電路簡(jiǎn)潔且工作穩(wěn)定可靠。

采用DS1302作為時(shí)鐘芯片，是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能﹑低功耗的時(shí)鐘芯片。獨(dú)立產(chǎn)生年月日時(shí)分秒的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，僅需主控芯片按一定的時(shí)間間隔讀入日期和時(shí)間數(shù)據(jù)，可對(duì)備用電池進(jìn)行充電。

采用液晶顯示模塊RT12864－S作數(shù)據(jù)和狀態(tài)顯示。顯示模塊自帶漢字庫(kù)且支持串行通信。有較大的顯示信息量。內(nèi)部專用的控制芯片將屏幕上的液晶點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，只須按它的要求送入指令和數(shù)據(jù)就可以顯示。為主控芯片節(jié)省大量時(shí)間，使程序變得簡(jiǎn)潔，降低編程工作量，并可大大提高主控芯片的監(jiān)控運(yùn)行速度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。

由2×4鍵盤輸入修改數(shù)據(jù)，4K串行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器歷史數(shù)據(jù)。

溫濕度傳感器采用SHT10﹝2﹞，是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的高精度集成數(shù)字式溫濕度傳感器，體積小，功耗低，具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。三個(gè)溫濕度傳感器分別作為機(jī)房的溫濕度檢測(cè)﹑自然風(fēng)除塵濾濕后的溫濕度檢測(cè)與發(fā)射機(jī)房出來的熱風(fēng)溫濕度檢測(cè)。

圖1 溫濕度職能調(diào)控系統(tǒng)圖

圖2 主程序流程圖

冷熱風(fēng)比例調(diào)節(jié)閥和風(fēng)機(jī)為系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)軟件采用模塊設(shè)計(jì)方式，系統(tǒng)各功能由相應(yīng)的獨(dú)立子程序完成，主程序根據(jù)需要調(diào)用相應(yīng)的子程序。系統(tǒng)上電或復(fù)位后，先對(duì)MCU﹑DS1302時(shí)鐘模塊﹑SHT10溫濕度傳感器﹑LCD顯示模塊進(jìn)行初始化。然后調(diào)用時(shí)鐘數(shù)據(jù)并顯示，由設(shè)定的時(shí)間開啟風(fēng)機(jī)，調(diào)用鍵盤詢查并處理及顯示，調(diào)用溫濕度數(shù)據(jù)讀取及處理并顯示，與設(shè)定的參數(shù)門限進(jìn)行比較，智能地控制冷熱風(fēng)比例調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)室外冷風(fēng)與室內(nèi)熱風(fēng)入口的開啟比例。主程序流程圖如圖2所示。

該溫度調(diào)控系統(tǒng)僅用普通空調(diào)十分之一的運(yùn)行功率，達(dá)到改善廣播電視機(jī)房的播出運(yùn)行環(huán)境﹑降低設(shè)備故障率的目的，更好地保證廣播電視的優(yōu)質(zhì)安全播出。既高效又節(jié)能。

4 結(jié)語

廣播電視發(fā)射設(shè)備的發(fā)展，功能越來越強(qiáng)大，電路結(jié)構(gòu)越來越精細(xì)，使設(shè)備越來越復(fù)雜而嬌貴，對(duì)發(fā)射機(jī)房的運(yùn)行環(huán)境要求相應(yīng)提高。尤其地處高山的廣播電視轉(zhuǎn)播發(fā)射臺(tái)，建立干凈而合適溫濕度的發(fā)射機(jī)房十分必要，而采用自然風(fēng)冷比例調(diào)控系統(tǒng)可以讓發(fā)射機(jī)房保持合適的溫濕度又高效節(jié)能。